设计变量

Concept image of three variants of a Smart Watch

当一个产品需要设计和生产成多个变量而每种产品都有不同的选项或功能时,就可以实现 design variants 避免了为每种变量设计独特版本的需要。

在实践中,设计变量使用相同的基础设计,但在 PCB 组件中装入变量指定的元件集。然后,在生成设计的制造输出(BOM、P&P、装配图等)时,可以指定一个变量,这反过来又决定了产品的装配方式。

创建变量的能力为 Altium Designer 中创建 PCB 项目增加了极大的灵活性。使用变量,您可以定义任意数量的电路板设计变量,其中每个元件都可以配置为

  • 安装到电路板上。
  • 未安装在电路板上。
  • 已安装到电路板上,但修改了元件参数,例如其值。
  • 完全不同的组件,作为替代零件。

使用上述任何一种变量的设计变量都被称为装配变量,因为它们只影响组装过程。在这种情况下,所有变量都使用相同的裸板。

Altium Designer 还支持对 PCB 上的元件覆盖信息进行更改,例如更改元件的注释。这种变化需要制作两个叠加屏幕,从而制造出两块不同的裸板。这种变化被称为 fabrication variant.

设计变更可在 Altium Designer 的 Variant Management对话框或 Variant Manager基于文档的界面中管理、创建和编辑。使用 Project » Variants命令或 Variants命令来访问。 Projects面板中项目条目的上下文菜单中的命令进行访问。要了解更多信息,请参阅以下页面:

逻辑组件和物理组件

Altium Designer 中主要有两种元件类型:逻辑元件和物理元件。两者的区别在于,放置在原理图上的元件是逻辑元件,每个元件都是一个概念实体,代表最终安装在组装 PCB 上的物理元件。

虽然这种一对一、逻辑到物理的模型对于简单的设计很有效,但它无法支持 Altium Designer 的一些更强大的功能。这方面的例子包括多通道设计,其中一段电路可根据需要多次 "冲压 "出来,以及变量设计,其中单个设计可在电路板设计的每个变量上安装不同的元件。这些功能要求一个逻辑元件代表多个物理元件。

Altium Designer 通过其编译器技术提供了这种一对多的功能。当逻辑设计被编译(一个自动化过程)时,每个物理组件都会在内存中实例化,随时准备传输到电路板设计空间。

在需要在原理图层面访问物理元件的情况下,例如在定义设计变化时,物理设计也可通过原理图页面底部的选项卡在原理图编辑器中进行访问。在这里,最左侧的 Editor选项卡选择(正常)捕获的逻辑设计,而其他 "编译 "选项卡则表示将转移到 PCB 设计空间的等效物理设计。请注意,编译选项卡下的原理图是只读的。

要了解在设计中使用设计变量的更多信息,请参阅 "在设计中使用变量"页面。

图片是原理图编辑器的物理原理图设计视图。双击面板中的变量条目,选择所需的项目变量。 Projects面板中的变量条目,选择所需的项目变量。图片是原理图编辑器的物理原理图设计视图。双击面板中的变量条目,选择所需的项目变量。 Projects面板中的变量条目,选择所需的项目变量。

要检查设计变量,请双击面板上所需的变量,然后切换到编译(物理原理图)视图。 Projects面板上的所需变量,然后切换到原理图的编译(物理设计)选项卡。编译选项卡会在设计空间顶部显示一个不同的活动条,其中包括特定于变量的按钮。这些按钮只有在面板中选择了变量时才可用。 Projects面板中选择了变量时,这些按钮才可用。

关闭项目前设置的最后一个变量将被记住,并在重新打开项目时显示出来。

请注意,当您切换到编译选项卡时,可用的菜单项将发生变化,反映出您在查看物理设 计时可以运行的命令。单击原理图底部的逻辑设计选项卡 (Editor) 返回标准编辑菜单。

变量类型

变量功能,顾名思义,就是创建原始或 "基本 "PCB 设计的变量。建立基本设计后,变量可通过配置电路板元件来建立。 Variant Manager通过对电路板元件进行配置,以安装、以不同参数安装、不安装或使用替代零件。

安装

在应用任何变量之前,"已安装 "是组件的默认状态;如果组件已安装,则不会进行变量。当在 Variant Management对话框(见下文)中创建新变量时,所有部件都默认为拟合状态,该对话框将拟合部件状态表示为空单元格。

拟合且参数可变

变量定义过程允许更改组件的任何参数。修改参数值是局部变化,只会影响输出文档。原始原理图和参数被更改的组件不会受到任何修改。在下图中 C8Value参数发生了变化,这种变化在设计空间中以斜体字表示,用于显示其值字符串。

不适合

当元件被设置为 Not Fitted时,该元件仍存在于原理图中,并将被转移到 PCB 上(以便放置基底面),但会从相应的输出文档(如 BOM)中删除。文件中显示未装配元件的方式可以配置,例如在原理图和 PCB 图纸输出中用叉号标记,请参阅 "在设计文件中配置显示不同元件"。

对于选定的变化(BGA),C6 已装配,C5 和 C7 未装配,C8 已装配,但参数值有变化。
对于选定的变化(BGA),C6 已装配,C5 和 C7 未装配,C8 已装配,但参数值有变化。

备用零件

变量也可设置为完全不同的组件,作为备用零件。在 "原理图 "编辑器中选择 "编译 "选项卡后,在变量间切换时将显示备用零件。对于这种类型的变量,备用零件必须与基本零件共享相同的原理图引脚集,并放置在相同的位置。这是确保设计编译时连接性保持有效的基本要求。

在下面的示例中,使用了 TSOP 变量中 R3 和 Q1 的备用零件。Q1 在 BGA 变量中是一个 NPN 晶体管,而在 TSOP 变量中是一个 JFET。请注意,每种情况下使用的引脚相同。

JavascriptID:Variation_AlternatePart_AD18_x

在 PCB 上有两种处理备用零件的方法。

  • If the footprint is the same – 如果所选备用零件的基底面名称与基本零件相同,则只有一个基底面实例会被转移到 PCB 上。由于可为一个零件分配多个基底面,因此应确保在 Variant Management对话框中为每个变量选择正确的基底面。

  • If the footprint changes – 如果所选备用零件的基底面名称与基本零件不同,则两个基底面都会转移到 PCB 上。然后您必须决定如何在 PCB 上定位这两个基底面。请注意,两个基底面的代号是相同的,因为只安装了其中一个或另一个元件。下面的动画展示了当一个变量采用 BGA SRAM,而另一个变量采用 TSOP SRAM 时如何处理这种情况。

在特定变量的设置中,您可以选择使用非变量符号和/或基底面来表示选择了备用零件的元件。

更改元件类型

选择替代部件的功能并不局限于选择相同类型的部件,例如,您可以使用一个电阻器作为基本部件,然后定义一个电容器作为替代部件。重要的是要了解这种备用部件类型的后果:

  • Designator- 每个逻辑基本元件只有一个代号,所有变量均使用该代号。例如,如果将电阻器换成电容器,您可能需要考虑使用特殊的前缀来表示,如 R_CR-C.

  • Pins- 备用元件必须与基本元件具有相同数量的引脚,而且这些引脚必须位于相同的位置并具有相同的电气类型。如果不满足这些条件,系统将发出警告。

多通道设计

Main article: 多芯片和多通道设计

多通道设计允许您指定要重复的单个原理图工作表或工作表树,从而有效地多次冲压出设计的一个部分。无需手动复制和粘贴,因为软件会管理冲压过程,而您可以定义用于识别重复组件的注释方法。

在 Altium Designer 的多通道设计中,支持在选定的变量中使用完全不同的组件替换基本组件。

在动画中,BGA 变量安装了两个 SRAM,而 TSOP 变量安装了四个 SRAM。这是通过在 BGA 变量中不安装两个存储器通道中的一个来实现的。 在动画中,BGA 变量安装了两个 SRAM,而 TSOP 变量安装了四个 SRAM。这是通过在 BGA 变量中不安装两个存储器通道中的一个来实现的。

就通道而言,一个变量可以在所有通道中发生变化,或仅在某一特定通道内发生变化,其中包括安装/不安装元件的变化、特定元件参数的变化或替代元件的变化。

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功能可用性

您可使用的功能取决于您所选择的 Altium 解决方案 —— Altium DevelopAltium Agile(Agile Teams 或 Agile Enterprise 版本),或仍在有效订阅期内的 Altium Designer。

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旧版文档

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